浅谈混凝土裂缝的控制及修复论文_康永胜

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摘要:混凝土裂缝是由于混凝土结构由于内外因素的作用而产生的物理结构变化,而裂缝是混凝土结构物承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。本文对砼裂缝产生的原因进行分析,并详细阐述了砼裂缝的控制措施。

关键词:混凝土裂缝;质量问题;控制修复

在建筑工程施工中,混凝土裂缝的产生是一个普遍存在的问题,而对于裂缝的控制也是一个较为棘手的问题。混凝土裂缝产生的原因是多方面的,因变形所引起的裂缝有收缩、膨胀、沉降等;因外部荷载所引起的有混凝土养护不当、外添加剂问题等引起的裂缝。混凝土裂缝的产生若不采取有效的措施控制,它的进一步发展延伸会导致内部钢筋等产生腐蚀,降低钢筋混凝土结构的承载力、抗渗性能、耐久使用年限,甚至会影响人民的生命及财产安全。在工程中完全消除裂缝是不可能的,规范中也有明确规定对有些结构在所处的不同条件下,允许存在一定宽、深度的裂缝。但作为施工过程中应尽量采取有效的预防和技术保障措施来有效的控制裂缝的产生,尽量少产生或尽量减少裂缝宽度、深度,尤其要避免出现在关键部位或有害裂缝。它是固体材料中某种不连续的现象,是由材料内部的初始缺陷、微裂缝扩展等因素引起的,在正常荷载作用下,结构的受拉区早已开裂,这些裂缝总要产生。另一类称为不正常裂缝或称为可以克服的裂缝,它是由于砼收缩,拆模时间不当,养护不周,水化热的产生及周围环境的原因,构造形式不妥引起应力集中等原因造成的,这些裂缝大部分是可以避免的。

我国砼结构设计规范(GBJ10-89)通过大量的试验和理论研究,以及对实际工程裂缝状况的调研和统计,建立了荷载作用下构件抗裂和预留缝的计算方法,规范上要求在砼浇筑后3~7天内必须切割伸缩缝,一般缝的间距为6m×6m或根据设计来切割。下面我对普遍存在的砼收缩裂缝产生的原因做出简要的说明,并针对不同情况提出一些措施,以有效的控制收缩裂缝的目的。

1 收缩裂缝产生的原因及形态

影响砼收缩的主要原因有材料、配合比、砼外加剂、时间和温度、砼构件的几何形状等。

根据不同的收缩裂缝形态解释它们各自的具体原因。

(1)干燥收缩裂缝。砼干缩裂缝为表面性裂缝,其宽度较小,大多数为0.05~0.20mm,其走向纵横交错,没有规律性,在较薄的梁、板类构件中(或桁架杆件中),这种裂缝多半沿短向分布,在整体结构中,这种裂缝多半发生在结构交截面处,平面裂缝多半延伸在交截面部位或块体边缘。产生干缩裂缝的具体原因有:砼成型后,养护不当,受到风吹日晒,表面水分散失快,出现拉应力,引起砼的表面开裂。采用含泥量大的粉沙配置砼,砼经过过度振捣,表面形成水泥含量较多的砂浆层,容易产生裂缝。

(2)沉降收缩裂缝。砼因流动性不足,在硬化前没有沉实能力或沉实能力不足而产生的裂缝为沉降收缩裂缝,这种裂缝出现的时间是在砼浇注1~3小时内。砼的沉降裂缝是与砼的沉缩量及流动性又直接关系,与有高低差悬殊的部位,砼的沉缩量大,流动性小,浇筑速度快,在变断面处容易出现沿水平方向的沉缩裂缝。另外,砼浇筑振捣后,粗骨料沉落挤出水分、空气,表面出现泌水,而形成竖向体积缩小沉落,这种沉落受到钢筋、大的骨料以及先期凝固的钢筋砼的局部阻碍或与约束,或砼本身各个部分相互沉降量相差过大而造成沉降收缩裂缝。

(3)凝缩裂缝。凝缩裂缝常在初凝期间出现,呈碎小的六角形花纹状,散布在砼的表面。砼表面的过度抹平压光,使水泥和细骨料过多地浮在表面,形成含水量很大的砂浆层,它比下层砼有较大的干缩性能,水分蒸发后,产生凝缩而出现裂缝。

(4)碳化收缩裂缝。在结构表面出现,呈花纹状,无规律,裂缝一般较浅,深1~6mm,有的至钢筋保护层,裂缝宽在0.05~0.20mm,多发生在砼浇筑完数月或更长的时间。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆砼水泥浆中的Ca(OH)2与空气中的CO2作用生成碳酸钙,引起表面体积收缩,受到结构内部为碳化的砼的约束而导致表面发生龟裂,在空气相对湿度较小(30%~50%)的干燥环境中最为显著,有时在密闭不通风的地方,使用火炉加热保温措施会产生大量的CO2,常会使砼表面加快碳化,造成裂缝。

2 影响砼收缩和产生裂缝的主要因素:

2.1 水泥用量越大,含水量越高,塌落度越大,收缩越大。一般高强砼比中低强度收缩大(水泥用量较少的中低标号砼,大部分收缩完成时间约一年。用量较多的高标号水泥砼约为二、三年或更长时间)。

2.2 砂岩作骨料收缩幅度增加。骨料粒径越粗,收缩越小;骨料粒径越细,砂率越高,收缩越大。粗细骨料中含泥量越大收缩越大。

2.3 环境湿度越大,收缩越小,越干躁收缩越大。早期养护时间越长,收缩越小,砼收缩和环境降温同时发生,收缩和裂缝产生加剧。

2.4 水泥活性越高,颗粒越细,比表面积越大,收缩越大。矿渣水泥收缩比普通水泥收缩大,粉煤灰水泥及矾土水泥收缩较小,快硬水泥收缩较大。

2.5 暴露面积越大,包罗面积越小,收缩越大。因此,地下室尽早回填土,尽早封闭结构物和装修对减少收缩有利。

2.6 外加剂及掺合料选择不当,严重增加收缩,选择适宜则可减少收缩。

3 建议控制砼裂缝的方法:

3.1 设计方面

①降低结构约束,做好抗与放的良好结合,包括设置后浇带、施工缝及滑动层;②合理确定砼的强度等级;③适当地加强构造配筋,提高配筋率,尤其是地下室外墙;④确定裂缝控制宽度。

3.2 在施工方面

①严格按配合比浇捣砼,控制砼塌落度及水灰比,控制用水量,不得在已拌好的砼上随意加水;②浇筑砼前对石子进行清洗;③钢筋必须清洗干净油污及锈蚀,下料前进行调直;④不得在已帮扎好的钢筋上任意踩踏,在较捣过程中注意调整钢筋的正确位置;⑤和搅拌站进行协调,做好砼的级配及外加剂的优选;⑥严格按规范要求的龄期拆模。要保证支撑系统的强度,用木模板施工时,应在浇筑前一天洒水湿透模板;⑦制定浇捣方案,尽量连续均匀浇捣;⑧加强气象概念,掌握砼浇筑期间的气候;⑨对砼要进行养护,做好保温保湿养护的技术措施,当砼超过初凝后要进行养护,特别是夏天;⑩浇完后未达到强度时,不能任意堆荷及行驶斗车。

3.3 在材料方面

①在现浇砼楼板中,通过合理的砼配合比设计,提高砂石质量和降低砼塌落度等措施,适当降低砼的用水量;②严格控制砼塌落度减少砼的收缩,控制裂缝有一定作用;③提高骨料质量,控制粗骨料数量,合理选用粗骨料的粒径和级别,可以降低骨料的空隙率,减少砂浆的数量,对减低砂率、减少水泥用量、减少裂缝出现有重要作用;④合理选用外加剂。砼浇板站可以在砼中加入外加剂,提供微缩,另外地面的沉降也是砼可能出现裂缝的原因之一。

水泥砼路面裂缝的产生是由于内因与外部条件非常复杂。以目前我们的施工管理水平和技术管理水平,要解决和消除水泥混凝土路面裂缝问题几乎是不可能的。但是,只要我们了解致使裂缝产生的各种原因,积极采取适当的控制措施,就能够有效减少各种裂缝问题的产生。因此我们对某一种裂缝的产生,不应看到其独立的一面,应进行综合的分析研究,采取合理有效的技术措施,从根本上进行“综合治理”。只有这样,才能既治标又治本,才能确保水泥砼路面的工程质量,减少裂缝所造成的损失。

参考文献:

[1]陈晓芳,浅谈砼裂缝的控制及修复【J】,中国新技术新产品,2010(13):174-175.

论文作者:康永胜

论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期

论文发表时间:2018/5/23

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